Abstract:
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการถ่ายเทมวลสารของแก๊สออกซิเจนจากวัฏภาคแก๊สไปสู่น้ำประปาที่เป็นวัฏภาคของเหลวด้วยคอลัมน์สามประเภท คือ คอลัมน์แบบฟองอากาศ คอลัมน์แบบฟองอากาศชนิดเติมตัวกลาง และคอลัมน์แบบบรรจุตัวกลาง โดยทุกคอลัมน์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ซม. และความสูง 80 ซม. ทั้งนี้ การทดลองจะแบ่งเป็น 4 ส่วน โดยในส่วนแรกเป็นการทดลองในคอลัมน์แบบฟองอากาศที่ใช้อัตราการไหลของแก๊สและของเหลวที่แตกต่างกันในหัวจ่ายอากาศขนาด 0.4, 0.8, และ 1.2 มม. ที่มีจำนวน 19 และ 38 รู ซึ่งพบว่า การเพิ่มขึ้นของอัตราการไหลของแก๊สส่งผลให้การถ่ายเทมวลสารเพิ่มขึ้น โดยที่หัวจ่ายอากาศขนาด 0.4 มม. มีค่าการถ่ายเทมวลสารสูงที่สุด นอกจากนี้ การเพิ่มจำนวนรูของหัวจ่ายอากาศส่งผลให้ฟองอากาศมีขนาดเล็กและมีความเร็วในการลอยตัวช้าลง เป็นผลให้มีสัดส่วนของแก๊สและพื้นที่ผิวจำเพาะในการถ่ายเทมวลสารเพิ่มขึ้น ส่งผลให้มีการถ่ายเทมวลสารมากขึ้น แต่อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานของหัวจ่ายขนาดเล็กจะสิ้นเปลืองมากที่สุดในการเดินระบบ การทดลองในส่วนที่ 2 เป็นการทดลองในคอลัมน์แบบฟองอากาศชนิดตัวตัวกลาง โดยเติมตัวกลางทั้งหมด 4 ชนิด คือ พอลล์ริง แคสเคดมินิริง อานม้าและแรสชิกริง ที่มีขนาดและเติมในปริมาตรที่แตกต่างกัน โดยพบว่า ตัวกลางพอล์ลริงขนาด 25 มม. ในปริมาตร 2.5% จะสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้เกิดการถ่ายเทมวลสาร เมื่อใช้ตัวกลางกับหัวจ่ายอากาศขนาดใหญ่ แต่เมื่อใช้ตัวกลางกับหัวจ่ายอากาศขนาดเล็กจะทำให้มีค่าการถ่ายเทมวลสารลดลง ในการทดลองส่วนที่ 3 ได้ทำการทดลองการถ่ายเทมวลสารในคอลัมน์แบบบรรจุตัวกลาง โดยพบว่า การเพิ่มอัตราการไหลของเหลวมีผลทำให้มีการถ่ายเทมวลสารดีขึ้น และตัวกลางพอลล์ริงขนาด 50 มม. สามารถทำให้เกิดการถ่ายเทมวลสารดีที่สุด นอกจากนี้เมื่อทำการเปรียบเทียบกันแล้วนั้น คอลัมน์แบบบรรจุตัวกลางมีความสามารถในการถ่ายเทมวลสารน้อยกว่าแบบเป่าฟองอากาศ แต่มีการใช้พลังงานน้อยกว่า โดยเมื่อนำสภาวะการดำเนินการที่ดีที่สุดของแต่ละคอลัมน์ไปทำการทดสอบการดูดซึมสารเบนซีนในการทดลองที่ 4 พบว่าคอลัมน์แบบฟองอากาศสามารถบำบัดสารอินทรีย์ระเหยง่ายได้ดีที่สุด ประมาณ 43– 75% แต่มีการใช้พลังงานที่ใช้ในระบบที่มากที่สุดเช่นเดียวกัน
